科普專欄 / Information

石墨烯将推動下一代節能汽車的發展

通過将熱能轉化為電能,石墨烯可能會推動更環保更省油的汽車未來。汽車發動機所産生的熱量如果不收集起來被會被浪費掉,如果可以利用它給汽車電池充電或給空調系統供電,這可能成為下一代混合動力汽車的一個顯著特征。目前普通汽車約損失70%燃油所生成的能量用于産熱。要利用那些損失的能量需要一種熱電材料,它可以将熱能轉化成電流。熱電材料能将熱能轉換為電能,反之亦然,諸如冰箱。這些設備的挑戰是使用一種電的良導體而且散熱良好的材料。

目前,顯示出這些性質的材料通常是有毒的并且在非常高的溫度下工作 – 比汽車發動機産生的更高。通過添加石墨烯,新一代複合材料在汽車上的使用可以減少全球的碳排放。英國曼徹斯特大學的科學家與歐洲熱力學有限公司合作,已經提升了低成本熱電材料在汽車行業更廣泛使用的潛力。該小組由Ian Kinloch教授、Robert Freer教授和Yue Lin教授領導,他們在锶钛氧化物中加入少量石墨烯。所得到的複合物能夠在很寬的溫度範圍内甚至室溫下,将那些通常被當廢物浪費掉的熱量轉換成電流。

Freer教授說:“當前氧化物熱電材料受制于他們700攝氏度的工作溫度,這一直是妨礙熱能(有時被浪費)利用效率提高的難題。“我們的發現表明,通過在基體材料中引入少量石墨烯可以将熱操作窗口降低到室溫,這就為大範圍的應用提供了可能。“新的材料将把3-5%的熱量轉化為電能,這并沒有多少,但考慮到普通車輛以浪費熱量和摩擦的方式損失大約70%燃料提供給它的能量,利用熱電技術回收,哪怕隻是這些能量的一小部分,也将是值得的。這項研究發表在雜志ACS應用材料與界面上。石墨烯的多種高級性能和小尺寸将導緻熱能在材料中的傳遞減慢,實現所期望的較低工作溫度。

提高燃油效率同時保持性能,一直是汽車制造的驅動力。當作為複合材料被用于底盤或車身以減輕相對于傳統材料的重量時,石墨烯也可有助于燃油經濟性和安全性。石墨烯是在2004年曼徹斯特大學由Andre Geim爵士和Kostya Novoselov爵士首次分離出來的,這也為他們赢得了2010年諾貝爾物理學獎。該大學是石墨烯研究的搖籃,這裡有40多個工業合作夥伴與£61m國家石墨烯研究院一起研究石墨烯相關的項目。

來源:新材料在線

(本文系轉載,并不代表本網站觀點,如涉及版權等問題,請聯系我們以便處理)

相關文章

免费观看在线污污的视频,免费视频在线观看